Offenlegungsschrift 0 DE A1 P (72) Erfinder:

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

© Offenlegungsschrift

laiiiiui

0® DE ^4408124 A1

©

^{Int. CI.6:}

HOI F 41/06

H

⁰¹ L 49/00 H 01 L 23/50 H 01 F 41/10

DEUTSCHES

@

Aktenzeichen:

(2) Anmeldetag:

@

Offenlegungstag:

P44 08^124.3

10. 3.94

14. 9.95

PATEIMTAMT

(7?)Anmelder:

AmaTech GmbH & Co

KG, 87459 Pfronten,

DE

(72) Erfinder:

Finn, David,87459Pfronten, DE; ^Rietzler, Manfred, 87616 Marktoberdorf,

DE

(74)Vertreter:

Tappe, H., Dipl.-lng., Pat.-Anw., 81241 Miinchen

CM

9

UJ Q

Prufungsantrag

gem.

§ 44 PatG ist gestellt

@

Verfahren undVorrichtung zur Herstellung einer

Spulenanordnung

(57) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Anord- nungaus mindestens einemelektronischenBauelement(12), wie einem integrierten Schaltkreis ^(IC), und mindestens eineraus Wickeldraht gewickeltenSpule (11) (Spulenanord- nung), derenWickeldrahtenden(13, 14)mitAnschluSflachen

(60. 61) des Bauelements (12) verbunden sind, wobei

- ein Drahtgreifer (22) ein freies Wickeldrahtende durch einen DrahtfGhrungskanal (25)mit zwei Kanalrandern(26,27) in eine Halteposition fuhrt;

- eineDrehung des Wickeltischs (16) erfolgt, wobeisich ein zwischen ^{einer ersten} Halteeinrichtung (31) und einem Wickelumfang einer Wickeimatrize (17) ausgebildeter Wik- keldrahtanfangsbereich (13) an den ersten Kanalrand (27) anlegt unddieDrehung fortgesetzt wird,bisdiegewunschte Windungsanzahl auf

dem

Wickelumfang der Wickeimatrize (17) erreicht wird;

- bei Fortsetzung der Drehbewegung des Wickeltischs (16)

dasaus

dem

DrahtfOhrer(21)herausgefuhrte, laufendeEnde

^

^des Wickeldrahts sich nach Erreichen der gewunschten

CM

Windungsanzahl zunachst ^an den zweiten. gegenuber

dem

ersten Kanalrand erhohten Kanalrand (26) anlegt; und

OO

^- das laufende Ende des Wickeldrahts sich schlieSiich an

O

^{eine zweite} Halteeinrichtung (33) anlegt und nachfolgend durchtrennt wird.

LU o

Die folgenden

Angaben

sind

den vom Anmelder

eingereichten Unterlagen

entnommen

BUNDESDRUCKEREI

^07.96 508 037/355 13/30

DE ^{44 08 124 Al}

⁽

l

Beschreibung

Dievorliegende Erfindung betrifft einVerfahren zur Herstellung einer

Anordnung

^{aus mindestens}

^einem

elektronischen Bauelement, wie einem integrierten 5

Schaltkreis(IC), und mindestens ^{einer aus} Wickeldraht gewickelten Spule (Spulenanordnung, deren

WickeU

drahtenden "mit AnschluBflachen des Bauelements ver-

bunden

sind.

Des

weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zurDurchfUhrungdiesesVerfahrens. 10

Bei der Herstellung

von

Spulenanordnungen der

oben

genannten Arttreteninsbesonderebeider Verbin-

dung

der Wickeldrahtenden mit den AnschluBflachen eines Chips Fertigungsprobleme^auf, dasichdas Appli- zierender

Enden

des sehrVeinen,inder Regelnurweni- _is ge Hundertstel Millimeter starken Drahtesaufden

An-

schluBflachen zurnachfolgenden Verbindungmit diesen als sehraufwendigerweist.

Urn

das schwierige Aufneh-

men

der Wickeldrahtenden nach AbschluB ^eines Spu- lenwickelvorgangszu vermeidenwird in derverdffent- ₂₀ lichten

PCT-Patentanmeldung WO

^{91/16718 vorge-}

schlagen, die Wickeldrahtenden nicht unmittelbar mit

den

AnschluBflachen eines IC's zu verbinden, sondern

als Trager ^fiirden IC eine Leiterplatte zu verwenden, die mitgegenUberdeneigentlichenIC-AnschluBflachen 25 wesentlich vergrdBerten AnschluBflachen versehen ist.

Der

von einem Drahtfuhrer einerSpulenwickelmaschi- ne

aufgenommene

Wickeldraht wird von einer bereits gewickelten Spule

herkommend

uber die erste

An-

schiuBflache oder Leiterplatte hinweggefuhrt, dann bis 30 zurn Erreichen der erforderlichen Windungsanzahl urn einen Wicklungstrager herumgefuhrt und anschlieBend uberdiezweite AnschluBflache derLeiterplatte

hinweg

zur nachsten Spulenwicklung weitergefuhrt. Zur Ver- bindung des Wickeldrahts mit den AnschluBflachen 35 wird nun ein Lot- oder SchweiBvorgang ausgefuhrt, nach

dem

derWickeldraht im Bereichderderart gebil- deten Verbindungspunkte durchtrennt

werden

kann.

Zur

Fixierung der Leiterplatte an der Spule wird eine Klebeverbindung zwischen einem isolierten Teil der 40 LeiterplatteundderSpulevorgesehen.SchlieBlichkann die derart aus der Leiterplatte und der Spule gebildete Spulenanordnungbeidseitig mit Kunststofflagen verse- henwerden,urnso

etwa

einemaschinelllesbareKredit-

kartezubilden. 45

Zwar

wird durch das vorstehend beschriebene Ver- fahrendieHerstellung derartigerSpulenanordungen im Vergleich zu denbislangbekannten Verfahren wesent- lich vereinfacht,daeine

Aufnahme

der Wickeldrahten- den zur Verbindung mit den AnschluBflachen entfallt. 50

Jedoch weist dasbekannte Verfahrenzwei wesentliche Nachteileauf.

Bei

dem

bekannten Verfahren zur Verbindung des IC's mitden Wickeldrahtenden^istdessen vorherige

An-

ordnung auf einer Leiterplatte notwendig,

um

hiermit 55 die vergroBerten AnschluBflachen fur die "indirekte"

Verbindung der Wickeldrahtenden mitden AnschluB- flachen des IC's zu schaffen.

Neben

einem erhohten Teileaufwand ergibt sich hieraus ein erhohter Ferti- gungsaufwandfiirdieSpulenanordnung. 60

Durch das bekannte Verfahren ^{wird eine} Spulenan- ordnunggeschaffen, bei derdie Spule in einemTeilbe- reich auf den AnschluBflachen der gedruckten Schal- tung angeordnet ^ist. Hierdurch

werden

die

Gesamtab-

messungen der Spulenanordnungnachteilig beeinfluBt, 65

da die Leiterplattesowohlin Dickenrichtung"auftragt"

als auch zu einer

VergrdBerung

der GesamtlSnge wie der Gesamtbreite der Spulenanordnung beitragt Dies

fuhrt zu einem realtivgroBvolumigen Endprodukt,

was

dieVerwendungsmGglichkeit der Spulenanordnung,^et-

wa

zurSchaffungeinerKreditkarte,einschrSnkt.

Der

vorliegenden Erfindung Hegt die Aufgabe zu- grunde, einVerfahren sowieeineVorrichtung zuschaf- fen,das bzw.die dieHerstellungeinerSpulenanordnung miteinerSpuleerm6glichtfderen Wickeldrahtendenun- mittelbarmitden AnschluBflachen^einesIC'sverbunden

sind, und deren

Gesamtabmessungen

von den Spulen-

abmessungen

bestimmtsind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den

Merkmalen

desAnspruchs1 geldst.

GemaB dem

erfindungsgemaBen Verfahren wird ein beispielsweiseals ICausgebildetesBauelementin einer Aufnahmeeinrichtung ortsfest auf einem Wickeltisch positioniert

Ausgehend von

einerAnfangsposition wird einauseinem Drahtfuhrer herausgefQhrtes, freies

Wik-

keldrahtendevon einem DrahtgreiferQberdieAufnah- meeinrichtung, eine Drahtabstandseinstelleinrichtung und eine erste Halteeinrichtung durch einen Drahtftlh- rungskanal mitzwei Kanalrandernin eineHalteposition gefuhrt.

Beim

Festlegen des Wickeldrahtendes in der ersten Haltevorrichtung erfolgt ein Durchtrennen des Wickeldrahts, sodaB der aus

dem

Drahtfuhrer heraus- gefOhrteWickeldraht

nunmehr

nurinderersten Halte- einrichtung gehalten wird. AnschlieBend erfolgt eine

Drehung

des WickeltischsgegenUber

dem

Drahtfuhrer, wobei sich ein zwischen der ersten Halteeinrichtung und einem Wickelumfang der Wickelmatrize ausgebil- deter Wickeldrahtanfangsbereich an den ersten Kanal- rand anlegt und die

Drehung

so lange erfolgt, bis die gewunschte Windungsanzahl auf

dem

Wickelumfang derWickelmatrize erreichtwird. Bei einerFortsetzung der

Drehbewegung

des WickeltischsnachErreichender gewOnschten Windungsanzahl wirddasaus

dem

^Draht-

fuhrer herausgefuhrte, laufende

Ende

des Wickeldrahts andenzweitenKanalrandangelegt,dergegenUber

dem

ersten Kanalrand erhoht ist. SchlieBlich legt sich das laufende

Ende

des Wickeldrahts bei weiterer Fortset-

zung

der

Drehbewegung

an eine zweite Halteeinrich- tung an und wird nachfolgenddurchtrennt.Zur Vorbe- reitung einer Verbindung des Wickeldrahtanfangsbe- reichs bzw. des Wickeldrahtendbereichs mit den An- schluBflachendesBauelements

werden

dieseausgehend von ihrem andieKanalrSnder angelegtenZustand mit- tels der Drahtabstandseinstelleinrichtung ⁱⁿ Oberdek- kungsbereiche mit den AnschluBflachen des Bauele- mentsbewegt.

Das

erfindungsgemaBe Verfahren ermOglicht die HerstellungeinerSpulenanordnung,beiderdieWickel- drahtenden, hier der Wickeldrahtanfangsbereich und der Wickeldrahtendbereich, unmittelbar mit den An- schluBflachen eines elektronischen Bauelements ver-

bunden werden

k6nnen.

Entgegen dem

eingangs er6r- terten,bekannten Verfahrenerfolgt dieAusbildungder Wickeldrahtbereiche, die zur Verbindung mit den An- schluBflachen des elektronischen Bauelements dienen innerhalb der gewickelten Spule. Hierbei sorgen die Halteeinrichtungen

zusammen

mit derAbstandeinstell- einrichtung und der Bauelementaufnahmeeinrichtung, die samtlich innerhalb der Wickelmatrize angeordnet

sind, fUreinekorrekte Ausrichtungdes Wickeldrahtan- fangsbereichs bzw. des Wickeldrahtendbereichs zu den AnschluBflachen, so daB die Verbindung nachfolgend durchgefUhrt

werden

kann.

Sowohl

der Wickeldrahtan- fangsbereich als auchder Wickeldrahtendbereich wird bis zur Fertigstellung der Spulenanordnung in der je- weils zugeordneten Halteeinrichtung gehalten, so daB

DE ^{44 08 124 Al}

die Verbindung der AnschluBflachen mit

dem

Wickei- drahtgleichzeitig erfolgenkann.

Die Festlegung des Wickeidrahtendbereichs ⁱⁿ der zweiten Halteeinrichtung ^mittels der

Drehbewegung

des Wickeltischs macht eine genaue Winkelposniome- ⁵ rung uberfliissig,die notwendig ^ware,

um

den Wickei- draht translatorischindieHalteeinrichtungeinzufadeln.

Stan dessen wird der Wickeidraht unter Ausnutzung derRotationsbewegungdes Wickeltischs quasi^{bei einer}

Drehbewegung

^des Wickeltischs eingefangen. ^Hier- 10

durchistdie Betriebsfunktion der zweitenHalteeinrich- tung besonders^sicher.

Als vorteilhaft erweist es ^sich,

wenn

zurnindest die erste Halteeinrichtungdurch den Drahtgreiferaktiviert wird,da somitsichergesteilt^ist,daBdie

Drahtklemmung

15

immer zum

^{richtigen Zeitpunkt erfolgt,} namlich dann,

wenn

der Drahtgreiferdurchdie Halteeinrichtunghin- durchgefuhrtwird.

Vorzugsweise erfolgt das Durchtrennen des Wickel- drahts ausgelost durch die Funktion der Halteeinrich- 20 rung. Hierdurch wird eine gesonderte Betatigungsein- richtungfurdie Durchtrennungdes Wickeldrahts ^uber-

flussig.

Besonders vorteilhaft ist es,

wenn

bei

dem

^vorbe-

schriebenen Verfahrender Drahtfuhrer undder Draht- 25 greifer synchron bewegt werden,^{da auf}

Grund

derge-

meinsamen Bewegung

^{auch nureine}

gemeinsame

Ein- richtung zurBewegungssteuerung notwendig^wird.

Wenn

der Drahtfuhrerundder Drahtgreiferauf einer Translationsachse bewegt

werden

undder Drahtgreifer 30

nach Erreichen der gewunschten Windungsanzahl ^vor

dem

Durchtrennen des Wickeldrahts wieder ^{in seine} Ausgangsposition zur

Aufnahme

des laufenden Draht- endes zuruckbewegt wird,ist eine kontinuierliche Her- stellung von Spulenanordnungen nach

dem

^{vorgenann- 35}

tenVerfahren moglich.

Zur Ausbildung der Oberdeckungsbereiche konnen der Drahtanfangsbereich undder Drahtendbereich von Stellelementen der Abstandseinstelleinrichtung gegen

in der Breite

dem

Abstand der AnschluBflachen des 40

Bauelements entsprechende, mit ihrer Mittelachse ko- axial zur Mittelachse des Bauelements ausgerichtete Anschlageinrichtungen gebrachtwerden.

Durch

dieAn- schlageinrichtungenistderfurdienachfolgendeVerbin- dung ^korrekte Abstand zwischen

dem

Wickeldrahtan- 45 fangsbereichund

dem

Wickeldrahtendbereich genau^re- produzierbar^definiert.

Eine Vorrichtung zur Durchfiihrung des erfindungs-

gemaBen

^{Verfahrens weist die}

Merkmale

des An-

spruchs7auf. ,

50 Die Vorrichtung weist einen Wickeltisch ^{mit einer} Wickelmatrize, einer ersten und zweiten Halteeinrich- tung

zum

Halten eines Wickeldrahtanfangs bzw. eines Wickeldrahtendes, einen Drahtfiihrungskanal ^{mit einer} Abstandseinstelleinrichtung zur Ausbildung von ^Uber- 55

deckungsbereichen zwischen

dem

Wickeldrahtanfang bzw.

dem

Wickeldrahtende und den AnschluBflachen des Bauelements, Trenneinrichtungen, eine Rotations- antriebseinrichtung

zum

Antrieb des Wickeltischs und undeineTranslationsantriebseinrichtung zur

Bewegung

60 desDrahtfiihrersunddes Drahtgreifers^auf.

DerWickeltisch istdaruberhinaus mit^einerAufnah- meeinrichtung zur positionierenden

Aufnahme

des Bau- elements versehen, so daB dieses mit seinen AnschluB- flachen derart relativ zur Abstandseinstelleinrichtung 65

angeordnet

werden

kann, das ^{sich bei} Betatigung der Abstandseinstelleinrichtung ^die Oberdeckungsbereiche zwischen den AnschluBflachen und

dem

Wickeidraht

einstellen.

Sowohl

die Einrichtung zur positionierenden

Aufnahme

des Bauelements,^als auch die Abstandsein- stelleinrichtung und die Halteeinrichtungen mit den Trenneinrichtungen befinden ^{sich auf}

dem

Wickeltisch undinnerhalb desWickelumfangsder Wickelmatrize.

Hieraus ergibt sich

zum

einen ein insgesamt beson- ders kompakter Aufbauder Vorrichtung mit^{einer vor-} teilhaftenMassenkonzentration imMitteipunktsbereich desWickeltischs,sodaBdie damit verbundene, geringe Massentragheit eine besonders schnelle Steuerungdes Wickeltischsbeim Wickelvorgang^erlaubt

Zum

anderen

ist durch die

Anordnung

^der Halteeinrichtungen und der TrenneinrichtungenimInnenbereich derWickelma-

trize sichergesteilt, daB kein derart groBer Drahtver- schnitt entsteht,wie es etwa bei auBerhalb der Wickel- matrize oder des Wickeltischs angeordneten ^Halteein- richtungen derFall ist

Die vorstehende Vorrichtung ermoglicht aufgrund der vorteilhaften [Combination und Relativanordnung ihrerEinzelelementeeineDurchfiihrung des vorstehend geschiidertent erfindungsgemaBen ^{Verfahrens mit all} seinen Vorteilen.

Zur AusbildungderOberdeckungsbereiche^zwischen

dem

Drahtanfangsbereichundeiner ersten AnschluBfla- che des Bauelements ^sowie

dem

Drahtendbereich und einerzweiten AnschluBflache des Bauelements^weistdie Abstandseinstelleinrichtung Stellelemente auf, die den Drahtanfangsbereich bzw, den Drahtendbereich gegen

in der Breite

dem

Abstand der AnschluBflachen des Bauelements entsprechende, mit ^ihrer Mittelachse ko- axial zur Mittelachse des Bauelements ausgerichtete Anschlageinrichtungen gebrachtwerdenkonnen.

Die erste Halteeinrichtung kann besonders vorteil- haftderart ausgebildetsein,daBsiedurchden Drahtfuh- rer aktiviert wird. Hierbei kann die Haltefunktion so ausgefiihrt sein, daB die Halteeinrichtung ^mit einem

Klemmelement

^{versehenist,das unter}

Oberwindung

ei-

ner elastischen Ruckstellkraft durch den Drahtgreifer ausgelenkt wirdund nach Durchfiihrung des^Drahtgrei- fers das aus

dem

Drahtfuhrer herausgefUhrte ^laufende Endedes Wickeldrahtsklemmt.

Die zweite Halteeinrichtung^istineiner besonders zu bevorzugenden Ausfuhrungsform ^{mit einer} Klemmein- richtungversehen,die zurErzeugung einer

Klemmwir-

kung unter

Oberwindung

einer elastischen Riickstell- kraftdurchdenWickeidraht quer zur Wickeltischebene betatigbar ^ist. Eine ^derartige Halteeinrichtung ermog-

licht die Festlegung des Wickeidrahtendbereichs, wie bereitsim^l

Zusammenhang

mit

dem

erfindungsgemafien Verfahren beschrieben, mittels einer

Schwenkbewe-

gungdes Wickeltischs, beider derander Halteeinrich- tungvorbeigefiihrte Wickeidrahtquasidurchdiese ein-

gefangenwird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform ^ist die Abstandseinstelleinrichtung, diezurAusbildung von Oberdeckungsbereichen zwischen

dem

Wickeidraht und den AnschluBflachen des Bauelements ^{fUr eine} nachfolgendeVerbindung dient,durchjeweilspaarwei- se einander zugeordnete, ⁱⁿ Drahtfuhrungsrichtungje- weils auf einer Seite der Positionieraufnahme ^fiir das Bauelement angeordnete Stellelemente realisiert, die unter

Mitnahme

des Wickeldrahts gegen Anschlagein- richtungen

bewegbar

sind. Hierbei

werden

durch die Anschlageinrichtung Anschlagflachen ^{definiert, die ei-} nen Abstand voneinander aufweisen, der

dem

Abstand zwischen

den

AnschluBflachen des Bauelements ent- spricht.

Die Stellelementekonnen in den Randerndes Draht-

# ^{DE 44 08}

fuhrungskanals angeordnet ^{sein, so}

daB

sie

von

der ROckseite des Wickeltischs her betatigbar ^sind. Hier- durch istdie Betatigung der Stellelemente moglich, oh- ne daB hiermit die freie Zuganglichkeit des Bauele- ments, also der freie

Zugang

zu den AnschluBfiachen, ₅ etwa zurAusfuhrung derVerbindung derAnschluBfla- chenmit

dem

Wickeldraht, eingeschrankt^ist

Nachfolgend wird eine bevorzugte ^{Variante des er-} findungsgemaBen Verfahrens anhand der Zeichnungen

nahererlautert.Eszeigen: 10

Fig. 1 einAusfUhrungsbeispiel einer Vorrichtungzur Durchfuhrung des erfindungsgemaBen Verfahrens ^mit einer erstenund^einerzweiten Halteeinrichtung;

Fig.2 die in Fig. 1 dargestellte zweite Halteeinrich- tung in einer Schnittdarstellung des Wickeltisches ge- ₁₅

maB

Schhittlinienverlauf

IMI

inFig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung 10 zur Herstel- lungeiner Spulenanordnungmiteiner Spule 11 und ei-

nem

Chip 12. Die Spule 11 weisteinen Wickeldrahtan- fangsbereich 13 und einen Wickeldrahtendbereich 14 ₂₀ auf,diejeweilsmiteinerAnschluBfiache60 bzw.61 des Chips12zuverbindensind.

DieinFig. 1 dargestellteSpule 11 weistzur Vereinfa-

chung

der DarstellungundzurVereinfachungder nach- folgenden Erdrterungeinermoglichen Variante deser- 25

findungsgemaBenVerfahrenslediglicheine

Windung

15 auf.Tatsachlichkonnen je nach Dimensionierungeiner auf einem Wickeitisch 16der Wickelvorrichtung 10 an- geordnetenWickelmatrize 17beliebigviele

Windungen

aufdiesergewickeltwerden. 30

Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung des Wickel- tischs 17 die aufdiesemangeordnete,hierplattenfdrmig ausgebildete Wickelmatrize 17, die gegenuber einer Wickeltischplattform 18hubverlagerbar angeordnetist

Wie

durchdieDarstellunginFig.2angedeutet,kanndie ₃₅ Wicklungder Spule 11 aufder Wickelmatrize 17 nicht nur unter unmittelbarerAnlage andieWickelmatrize 17 sondern auchunter zwischenliegender

Anordnung

eines hier ringfGrmigausgebildetenSpulenkerns 19erfolgen.

Somit eignet sich die in den Fig. 1

und

2 dargestellte ₄₀ Vorrichtung sowohl zur Herstellung

von

kernlosen Luftspulenalsauch zur Herstellung

von

miteinem

Kern

versehenenSpulen.

Zur

Bewegung

des Wickeldrahts gegenuber

dem

Wickeitisch 16 ist eine Drahtfuhrungseinrichtung 20 45 vorgesehen,die einenDrahtfilhrer21 undeinenDraht- greifer 22 aufweist, die hier im einzelnen nicht darge-

stelltsind.

Der

DrahtfUhrer 21kanninansichbekannter Art und

Weise

als Kapillareundder Drahtgreifer22als eine pinzettartig ausgebildete Drahtgreifereinrichtung 50 ausgebildetsein.

Der

DrahtfQhrer21 und derDrahtgrei- fer 22 sind Uber eine hier schematisch dargestellte Kopplungseinrichtung 23 miteinander verbunden und

werden

somitsynchronzueinander

bewegt Der

Draht- fUhrer21 undder Drahtgreifer 22sindaufeinerTransla- 55 tionsachse24gegenuber

dem

Wickeitisch 16

bewegbar und kdnnen

gegenuber

dem

Wickeitisch16eine

Hubbe- wegung

ausfuhren.

Der

Wickeitisch 16istmiteine nichtnaherdargestell- ten Rotationsantriebseinrichtung kombiniert mit ^einer 60 Drehwinkelsteuereinrichtung versehen und kann in

RichtungdesPfeils62rotiertwerden.

Wie

sich aus einer

Zusammenschau

derFig. 1 und 2 ergibt,istdieWickelmatrize17oder aucheinTragerzur

Aufnahme

einerWickelmatrizemit

einem

sichinLangs- 65 richtung QberdenWickeitisch 17 erstreckendenDraht- fuhrungskanal 25 versehen.

Der

DrahtfUhrungskanal 25 weistzwei unterschiedlich hohe Kanalrander oder Ka-

124 Aim W ₆

nalufer 26,27 auf.Die Kanalrander sind in

dem

darge- stellten Ausfuhrungsbeispielkontinuierlich ausgebildet;

kdnnen

jedoch auch durchdiskrete,voneinanderbeab- standete Drahtanlegestellen,etwa Stifte, realisiert sein.

Durch

den DrahtfUhrungskanal wirddieWickelmatrize 17oder der Tragerzur

Aufnahme

derWickelmatrizein

einen linken und einen rechten Wickelbereich 28( 29 unterteilt

Der

linke Wickelbereich 28 ist

wiederum

in

einen ersten Aufnahmebereich 30 zur

Aufnahme

einer ersten Halteeinrichtung 31 und einen zweiten Aufnah- mebereich 32zur

Aufnahme

einerzweitenHalteeinrich- tung33unterteilt

Der

rechte Wickelbereich 29 istdurchgehend ausge- bildet undweist gegenUberliegend derersten Halteein- richtung31 im Kanalrand 27 angeordneteinenHaltean- schlag 34 auf, der mit der Halteeinrichtung 31 zusam-

menwirkt

Die Halteeinrichtung 31 istin einer

Ausnehmung

35 des Aufnahmebereichs 30 angeordnet und weist einen an

einem

Drehzapfen 36 drehbargelagerten

Schwenk-

hebel37auf,dersichUbereineDruckfeder38 an einem

Rand

39 der

Ausnehmung

35 unter

Vorspannung

ab- stiitzt.

Zur

Sicherung der Position der Druckfeder 38 sind deren

Enden

auf FUhrungszapfen 40, 41 gesetzt.

Der

gegentlberliegend der

Ausnehmung

35 angeordne-

te Halteanschlag34bestehtaus einerinden Kanalrand 27 eingesetzten Hartmetaliplatte.

Im

Bereich der Hart- metallplatte34istderKanalrand27 miteinerSchwenk-

ausnehmung

42 versehen, die ein Einschwenken eines Schwenkhebelendes 43 in den Kanalrand 27 gegen die Hartmetaliplatte34ermdglicht

Das

Schwenkhebelende 43 istmiteiner parallel zurOberflache der Hartmetali- platte34ausgebildeten Anschlagflache44versehenund weist

am

auBersten Ende eineSchneidspitze 45auf,die beiAnlageder Anlageflache 44an der Hartmetaliplatte 34in einemSchneidradius46der

Schwenkausnehmung

42

im

Obergangsbereichzur Hartmetaliplatte34 zulie-

gen

kommt.

DieHalteeinrichtung33 weisteineaufeinem Zapfen 47 angeordnete Haiteplatte48auf,diemiteinergeneigt zur OberflachedesAufnahmebereichs 32verlaufenden

Klemmflache

63 (siehe auch Fig.₂₎ versehen ist.

Der

Zapfen 47istdurchdieWickelmatrize 17bzw. denTra- ger zur

Aufnahme

der Wickelmatrize hindurchgeflihrt und indieWickeltischplattform 18 eingesetztAuf

dem

Zapfen 47ist in einem Hubspalt 49 zwischen derWik- kelmatrize 16undder Wickelplattform 18eineDruckfe- der 50

aufgenommen.

Benachbart zur Haiteplatte 48 befindet sich auf

dem

Aufnahmebereich 32 eine mitei-

nerSchneidkante51 versehene Trenneinrichtung52.

In

dem

ⁱⁿ Fig. 1 dargestellten oberen Bereich des Drahtftihrungskanals 25befindet sicheine nichtim ein- zelnen dargestellte Aufnahmeeinrichtung 53 zur posi- tionierenden

Aufnahme

desChips 12.Oberhalb undun- terhalb der Aufnahmeeinrichtung 53befindet sich eine gegebenenfalls im Kanalgrund 54 versenkbare An- schlageinrichtung64bzw.65.Jede Anschlageinrichtung 64,65wirkt miteinem PaarStellelemente55,56bzw.57,

58zurAusbiidungeinerAbstandseinstelleinrichtung59

zusammen.

DieStellelemente55,56, 57,58sind jeweils in

den

Kanalrandern 26bzw. 27untergebracht

Zur

Ausbiidung der in Fig. 1 beispielhaft dargestell- ten Spule 11 wirddie Drahtfuhrungseinrichtung 20mit

dem

DrahtfUhrer 21 und

dem

Drahtgreifer22auseiner oberhalbdesWickeltischs 16angeordneten Stellung,in dersichderDrahtgreifer22inseinerAusgangsposition

knapp

oberhalb des DrahtfOhrungskanals 25 befindet, aufderTranslationsachse24 durchden Drahtfuhrungs-

DE ^{44 08}

7

kanal 25 hindurchbewegt, ^bis der Drahtgreifer ^{die in} Fig.1 dargestellte Halteposition unterhalb des Draht- fuhrungskanais 25 erreicht. In dieser Position befindet sich der Drahtfuhrer ^21f wie in Fig. 1 dargestellt,ober- halbdes DrahtfUhrungskanals^25.

Wenn

der Drahtgreifer 22 mit

dem aufgenommenen

freien Wickeldrahtende durch den Drahtfuhrungskanal 25 bewegt wird, druckt er den Schwenkhebei ^{37 der} ersten Halteeinrichtung ³¹ entgegen der

Wirkung

der Druckfeder 38 ^{in eine} Offensteilung.

Nachdem

der Drahtgreifer 22 die Halteeinrichtung 31 passiert hat, wird derSchwenkhebei 37 durchdie RUckstellkraftder Druckfeder 38 in die in Fig.1 dargestellte Klemmstel- lung zuruckgeschwenkt. Dabei wird der Wickeldraht zwischen der Anlageflache 44 des Schwenkhebelendes 43 und der Hartmetallplatte 34

aufgenommen

und bei

Einschwenken der Schneidspitze45 desSchwenkhebe- lendes 43in denSchneidradius 46derSchwenkausneh-

mung

42 durchtrennt. Somit ^ist das Ende des Wickel- drahts in der Halteeinrichtung ³¹ gehalten. Anschlie- Bend wird der Wickeltisch 17 in Richtung des Pfeils62

um

etwa 180³ gedreht,

wobei

sich der Wickeldrahtan- fangsbereich 13 in der in Fig. 1 dargestellten Art und Weise an den Kanalrand 27 anlegt. Infolge der unter- schiedlich hohen Ausbildung der KanalrSnder 26, 27 bzw. der Wickelbereiche 29 und 30 gleitetder Wickel- draht bei Erreichen der 180° Drehstellung uber den Aufnahmebereich29

hinweg

undlegt sichandenerhoh- ten Kanalrand 26 an. In dieser Drehstellung wird der Drahtgreifer 22wiederin seineAusgangsposition ober- halb des Drahtfuhrungskanals ²⁵ zuruckbewegt,wobei

sich das laufende

Ende

des Wickeldrahts aus

dem

Drahtfuhrer21 herausbewegt.AnschlieQend

nimmt

der Drahtgreifer daslaufende,aus

dem

Drahtfuhrer21 her- ausgefuhrteWickeldrahtendeaufundhaltdiesesfest.

Ausgehend

von der ^180°-Drehstellung wird derWik- keltisch 16

um

etwa ^90° in eine 270° -Drehstellung in

Richtungdes Pfeils62weitergedreht,^sodaBdaslaufen- de Wickeldrahtende ^sich zwischen die Klemmfiache63 der Halteeinrichtung33unddieOberflache desAufnah- mebereichs 32 schiebt

und gekiemmt

^{in der Halteein-} richtung 33 gehalten^{wird. Bei}Erreichen der 270° -Dreh- stellung erfolgt ein

Abtrennen

des Wickeldrahts an der Schneidkante 51 der Trenneinrichtung^52. Die Position der Halteeinrichtung 33 bezilglich der Drehachse des Wickeltischs 16 ist so festgelegt, daB ^sich beim Klem-

men

des Wickeldrahts in der Halteeinrichtung im we- sentlichenkeine Drahtverl&ngerung^ergibt.

Demgegen-

uberist die Positionder Tenneinrichtung52so gewahlt, daB bei entsprechender Drehstellung des Wickeltischs 16 der Wickeldraht unter erhdhter

Spannung

an der Schneidkante51der Trenneinrichtung 52^anliegt.

Indieser StellungistderWickeldrahtmitseinem Wik- keldrahtanfangsbereich 13und

dem

Wickeldrahtendbe- reich 14 in den Halteeinrichtungen 31 bzw.34gehalten und von der Drahtfuhrungseinrichtung 20 ^{getrennt, in} der der Wickeldrahtdurch den Drahtgreifer 22 gehalten wird.

AnschlieBend erfolgt durch Aktivierung der Ab- standseinstelieinrichtung 59 die Ausbildung von Uber- eo

deckungsbereichen zwischen

dem

Wickeldrahtanfangs- bereich 13bzw.

dem

Wickeldrahtendbereich 14undder AnschluBflache60 bzw. derAnschluBflache61des Chips 12.Hierzuwerden die Stellelemente55, 56, 57,58 gegen die jeweilszugeordneten Anschlageinrichtungen64,65 65

unter

Mitnahme

des Wickeldrahtanfangsbereichs ¹³ bzw. des Wickeldrahtendbereichs 14 gefahren. ^Indieser Stellung kann dann die Verbindung^zwischen den Wik-

124 Al^

8

keldrahtbereichen ^{13, 14} und den AnschluBflachen ^60, 61, beispielsweise im Thermokompressionsverfahren, erfolgen.

SchlieBlich

werden

die Halteeinrichtungen 31,33 ge- 5 lost und die fertiggestellte Spulenanordnung mit der Spule 11 und

dem

damit verbundenen Chip ¹²kann

vom

Wickeltisch16

abgenommen

werden.

Zum

Losen der Halteeinrichtung ³¹ kann beispiels- weise einnicht naherdargestellter, mit einer Keilflache

io versehener Zapfen verwendet werden, ^{der ahnlich wie} derin Fig. 2 dargestellte Zapfen 47 inder Wikkeltisch- plattform 18 eingesetzt ist. Die ^{Keilflache des} Zapfens kannmiteinerentsprechenden^Keilflachean der Unter- seite des Schwenkhebels 37 zusammenwirken, ^so daB

is bei einer

Absenkbewegung

der Wickelmatrize 17 ge- genuber der Wickeltischplattform ^{18 eine} Zwangsoff- nungdesSchwenkhebels 37erfolgt.

Das Losen der Halteeinrichtung 33 ^erfolgt, wie aus Fig.2deutlich wird,durchein

Absenken

derWickelma-

20 trize 17 gegenOber der Wickeltischplattform ^18, wo- durch die

Klemmkraft

der Druckfeder 50 Qberwunden wirdundderim Klemmspalt zwischen^derKiemmflache 63 der Haiteplatte 48 und der Oberflache des Aufnah- mebereichs 32gehalteneWickeldrahtfreigegebenwird.

25 Das Entfernen der Spulenanordnung

vom

Wickel- tisch 16 erfolgt ebenfalls infolge des vorbeschriebenen Absenkens der Wickelmatrize,

was

ein AbstoBen der Spulevonder Wickelmatrize 17 bewirkt.Unterhalbdes Bauelements 12kann ein in der Wickelplattform 18 be- 30 festigter, hier nicht naher dargestellter

Dorn

vorgese- hensein,dergleichzeitig hiermit ein AusstoBendes Bau- elements 12aus derAufnahmeeinrichtung bewirkt. Al- ternativ

kdnnen

auchausfahrbare

Dome

inder Wickel- plattform 18vorgesehen ^{sein,die uber}den

Umfang

der

35 Spuleverteiltbzw. unterhalb des Bauelementsangeord- netsind,

um

diese

von

der Wickelplattform abzustoBen.

In

dem

dargestelltenAusfuhrungsbeispiel der Wickel- vorrichtungistdasBauelement innerhalb der Spuleund

inSpulenebenebzw.paralleldazuangeordnet.Dariiber 40 hinaus ist es jedoch auch moglich, das Bauelement ⁱⁿ Spulenebenebzw.paralleldazu undauBerhalb der Spu-

leanzuordnen. Dabeiistdann auchderDrahtfiihrungs- kanal mit den zugehorigen Einrichtungen, wie Bauele- mentaufnahmeeinrichtung, Abstandseinstelleinrichtung 45 und Halteeinrichtungen mit zugeordneten ^Trennein-

richtungen,auBerhalb angeordnet.

Eine weitere Maglichkeit besteht ^darin, den Draht- fuhrungskanal mit den zugehdrigen Einrichtungen ^auf der Mantelfiache eines zylinderf6rmigen Wickelwerk-

50 zeugesunddieWickelmatrize zurAusbildungder Spule auf einer Stirnflache anzuordnen. Hierdurch wird ^die Ausbildung einer Spulenanordnung mdglich, bei der sich das Bauelementin einer

Ebene

senkrechtzurSpu- lenebenebefindet.

Patentanspruche

1.Verfahren zur Herstellung^einer

Anordnung

^aus mindestens einem elektronischen Bauelement, wie einemintegrierten Schaltkreis^(IC),undmindestens einer aus Wickeldraht gewickelten Spule^(Spulen- anordnung), deren Wickeldrahtenden mit An- schluBflachen desBauelements verbunden^sind,da- durch gekennzeichnet daB

a)das Bauelement(12) in einer Aufnahmeein- richtung (53) ortsfest auf einem Wickeltisch (16) positioniert wird;

b) ein Drahtgreifer(22) ein aus einem Draht-

# ^{DE 44 08}

9

fuhrer ₍₂₁₎ herausgefuhrtes, freies Wikkel- drahtende ausgehend von einerAnfangsposi-

tion uber die Aufnahmeeinrichtung (53), eine Drahtabstandseinstelleinrichtung(59)undeine ersteHalteeinrichtung(31)durcheinenDraht- 5

fuhrungskanal(25)mitzwei Kanalr^ndern(26t

27)ineineHaltepositionfuhrt;

c)derWickeldraht inder ersten Halteeinrich- tung₍₃₁₎gehaltenunddurchtrennt wird;

d) eine

Drehung

des Wickeltischs(17) gegen- 10

uber

dem

Drahtfuhrer(21) erfolgt,

wobei

ein zwischen derersten Halteeinrichtung(31) und einem

Wickelumfang

einerWickelmatrize(16) ausgebildeter Wickeldrahtanfangsbereich (13) sich an den ersten Kanalrand(27) anlegt

und

15 die

Drehung

fortgesetzt wird, bis die ge- wiinschteWindungsanzahlauf

dem Wickelum-

fangderWickelmatrize(16) erreichtwird;

e) bei Fortsetzung der

Drehbewegung

des Wickeltischs (16) nach Erreichen der ge- 20

wOnschten Windungsanzahl das aus

dem

Drahtfuhrer₍₂₁₎ herausgefOhrte, laufende En- de des Wickeldrahts sich an den-zweiten, ge- genuber

dem

ersten Kanalrand erhohten Ka-

nalrand(27) anlegt; 25

f)das laufende

Ende

des Wickeldrahtssich bei

. Fortsetzungder

Drehbewegung

an eine zwei- te Halteeinrichtung ₍₃₃₎ anlegt und nachfol- genddurchtrenntwird;und

g)derWickeldrahtanfangsbereich₍₁₃₎

und

der 30

Wickeldrahtendbereich₍₁₄₎mittelsder Draht- abstandseinstelleinrichtung (59) in

Oberdek-

kungmitden AnschluBflachen(60,61)desBau- elements₍₁₂₎gebrachtwerden.

2. Verfahren nach

Anspruch

1, dadurch gekenn- 35 zeichnetdaB zumindestdie erste Halteeinrichtung (33)durchdenDrahtgreifer(22) aktiviert

wird

3. Verfahrennach

einem

odermehreren der voran- gehendenAnspriiche,dadurch gekennzeichnet

daB

das Durchtrennen des Wickeldrahts ₍₃₇₎ausgelost ₄₀ durch die Funktion der Halteeinrichtung (31) er- folgt.

4.Verfahrennach

einem

odermehrerendervoran- gehendenAnspriiche,dadurchgekennzeichnet,

daB

der Drahtfuhrer(21)undder Drahtgreifer_{(22) syn-} 45 chronbewegt werden.

5. Verfahren nach

Anspruch

4, dadurch gekenn- zeichnet, daB der Drahtfilhrer (21)und der Draht- greifer₍₂₂₎aufeiner Translationsachse(24)

bewegt

werden und der Drahtgreifer₍₂₂₎ nach Erreichen 50 der gewiinschtenWindungsanzahlvor

dem

Durch- trennen des Wickeldrahts wieder in seine Aus- gangsposition zur

Aufnahme

des laufenden Draht- endesbewegtwird.

6.Verfahren nacheinem oder mehreren dervoran- ₅₅ gehendenAnspriiche,dadurchgekennzeichnet,

daB

zur Ausbildung der Oberdeckungsbereiche zwi- schen

dem

Drahtanfangsbereich(13) und einer er- sten AnschluBflache ₍₆₁₎ des Bauelements sowie

dem

Drahtendbereich (14) und einer zweiten

An-

60 schluBflache (60) des Bauelements(12) der Draht- anfangsbereich₍₁₃₎ und der Drahtendbereich (14) vonStellelementen(55bis58)derAbstandseinstell- einrichtung (59)

im

Aufnahmebereich des Bauele- ments ₍₁₂₎ gegen in der Breite

dem Abstand

der 65 AnschluBflachen(60.61)des Bauelements(12) ent- sprechende, mitihrer Mittelachse koaxial zur Mit- telachse des Bauelements ausgerichteteAnschlag-

124 Al#

10

einrichtungen(64,65)gebrachtwerden.

7. Vorrichtung zur Herstellung einer

Anordnung

aus mindestens einem elektronischen Bauelement, wieeinemintegriertenSchaltkreis(IC),und minde- stens einer aus Wickeldraht gewickelten Spule (Spulenanordnung) nach einem oder mehreren der Anspriiche 1bis6,dadurch gekennzeichnet daB

a) ein Wickeltisch(16)mit einer innerhalb des Wickelumfangs einer Wickelmatrize (16) an- geordneten Aufnahmeeinrichtung(53)zur po- sitionierenden

Aufnahme

des Bauelements

(12)versehenist;

b) auf

dem

Wickeltisch (16) eine erste Halte- einrichtung (31)

zum

Halten eines Wickel- drahtanfangsberichs₍₁₃₎ undeine zweite Hal- teeinrichtung (33)

zum

Halten eines Wickel- drahtendbereichs (14) innerhalb des Wickel- umfangs der auf

dem

Wickeltisch (16) ange- ordneten Wickelmatrize(17)vorgesehensind;

c)auf

dem

Wickeltisch(17)einden Wickelum- fang der Wickelmatrize durchschneidender DrahtfUhrungskanal mit zwei unterschiedlich hohen KanalrSndern(26,27)vorgesehen ist,in

dem

dieAufnahmeeinrichtung₍₅₃₎angeordnet

ist;

d) ein Drahtgreifer (22) und ein Drahtfuhrer (21)vorgesehen sind, wobei der Drahtgreifer zurFuhrungdes aus

dem

Drahtfilhrer(21)her- ausgefUhrten Wickeldrahtendes durch den DrahtfUhrungskanal(25)dient;

e) den Halteeinrichtungen (31, 33) Trennein- richtungen(45,46)zugeordnetsind;

f)der Wickeltisch ₍₁₆₎ mit einer Rotationsan- triebseinrichtung zur AusfUhrung einer

Wik-

kelbewegung

um

die Wickelmatrize ₍₁₇₎ ver- sehenist;und

g) der Drahtfuhrer (21) und der Drahtgreifer (22)mit einerTranslationsantriebseinrichtung zur Ausbildung des Wickeldrahtsanfangsbe- reichs (13) und des Wickeldrahtendbereichs (14)versehensind.

8.Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, daB zur Ausbildung

von

Oberdeckungs- bereichen zwischen

dem

Wickeldrahtanfangsbe- reich(13) undeinerersten AnschluBflache(60)des Bauelements (12) sowie

dem

Wickeldrahtendbe- reich (14) und einer zweiten AnschluBflache ₍₆₁₎ des Bauelements (12) der Wickeldrahtanfangsbe- reich₍₁₃₎ undderWickeldrahtendbereich ₍₁₄₎

von

Stellelementen (55 bis 58) einer Abstandseinstell- einrichtung₍₅₉₎im Aufnahmebereich(53)des Bau- elements₍₁₂₎gegeninderBreite

dem

Abstand der AnschluBflachen entsprechende, mit ihrer Mittel- achsekoaxialzurMittelachsedesBauelementsaus- gerichtete Anschlageinrichtungen (64, 65) beweg- barsind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,daB zumindestdie erste Halteein- richtung (31) derart ausgebildet ist, daB sie durch denDrahtgreifer(22)aktiviertwird.

10. Vorrichtung nach

Anspruch

7 oder8, dadurch gekennzeichnet, daB die zweite Halteeinrichtung (33)mit einer Klemmeinrichtung (48,50) versehen

ist,die zurErzeugung einer

Klemmwirkung

unter

Oberwindung

einer elastischen RUckstellkraft durch den Wickeldraht quer zur Wickeltischebene betatigbarist.

11.Vorrichtungnacheinem oder mehrerenderAn-

w _{DE 44 08 124 Al}

ll

spriiche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daB die Abstandeinstelleinrichtung (59) jeweils paarweise einander zugeordnete Stellelemente^{(55,56; 57,58)} aufweist, die zurErzielung derOberdeckungsberei- che zwischen

dem

Wickeldraht und denAnschluB- s flachen (60, 61) unter

Mitnahme

des Wickeldrahts gegen^'Anschlageinrichtungen (64, 65)

bewegbar

sind,deren Anschlagflachen einenAbstandvonein- ander aufweisen, der

dem

Abstand zwischen den AnschluBflachen (60,61)des Bauelements(12) ent- io spricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- kennzeichnet,daBdie Stellelemente(55,56;57,58) in den Randern (26, 27) des Drahtfuhrungskanals (25) angeordnet sind und von der Ruckseite des 15

Wikkeltischs(16)her betatigbar^sind.

Hierzu ¹Seite(n)Zeichnungen

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ZEICHNUNGEN

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Int. CI.6_:

H

01 F 41/06

Offenlegungstag: ^14,

September

1995

508 037/355